ماده کار دماسنج بالینی جیوه است. لامپ آن حجم بسیار بیشتری نسبت به لوله مویین بالای آن دارد. به دلیل تأثیر دمای بدن، جیوه در لامپ دچار تغییر جزئی می شود. انبساط جیوه باعث تغییر قابل توجهی در طول ستون جیوه در داخل لوله می شود.
دمای بدن انسان بین 35 تا 42 درجه متغیر است، بنابراین مقیاس یک دماسنج بالینی به 35 درجه تا 42 درجه تقسیم می شود که هر درجه به 10 قسمت تقسیم می شود، بنابراین دماسنج تا 10/1 درجه دقت می کند. هنگام خواندن، دماسنج باید از زیر بغل یا دهان خارج شود، در این مرحله دمای لامپ کاهش می یابد. برای اطمینان از اینکه خوانش همچنان دمای بدن را نشان میدهد، طراحی خاصی مورد نیاز است: لوله بسیار نازک بین لامپ و لوله شیشهای مستقیم- انقباض. قسمت پایینی دماسنج، نزدیک لامپ، دارای یک گردن بسیار باریک و منحنی است. هنگام اندازهگیری دمای بدن، جیوه موجود در حباب با افزایش دما منبسط میشود و از طریق لوله انقباضی به لوله مستقیم منتقل میشود و از گردن به یک موقعیت خاص در داخل لوله میرود. هنگامی که تعادل حرارتی با دمای بدن حاصل می شود، ستون جیوه ثابت می ماند. هنگامی که دمای بیرون پایین است، جیوه در تماس با هوای سرد حجمش منقبض می شود و در گردن باریک و منحنی شکسته می شود. این مانع از برگشت جیوه در لوله نازک به لامپ می شود و ارتفاع ستون جیوه را در هنگام تماس با بدن حفظ می کند. بنابراین وقتی از بدن خارج می شود، باز هم دمای بدن را نشان می دهد. پس از استفاده، یک دماسنج بالینی باید با تکان دادن شدید بالای دماسنج به سمت پایین "برگردانده شود" تا جیوه ای که به داخل لوله رسیده است به لامپ بازگردد. دماسنج های دیگر هرگز نباید تکان داده شوند. این یک تفاوت کلیدی بین دماسنج بالینی و سایر دماسنج های مایع است.
